JPH04113211A

JPH04113211A - 追尾式車間距離計測装置

Info

Publication number: JPH04113211A
Application number: JP23468190A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Kajiwara; 梶原　康也
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1992-04-14
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0833297B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、自動車に搭載し、前方を走行する自動車ま
での車間距離を追尾しながら計測する追尾式車間距離計
測装置に関するものである。

（従来の技術〕従来の車間距離計測装置は例えば特開昭６１１３９７１
５号公報に開示されている。第５図はこの公報に示され
ている従来の車間距離計測装置の構成を示すブロック図
である。

この第５図において、基線長しだけ離して設けられた光
学系１，２．２次元のイメージセンサ３．４、このイメ
ージセンサ３，４の画像ｆＬｌデジタル信号に変換する
アナログ／デジタル（以下Ａ／Ｄという）変換器５，６
、画像信号を記憶するメモリ７．８、このメモリ７．８
に記憶された画像信号で相関演算を行い、三角測量の原
理にしたがって距離を演算する画像信号処理装置１０と
から車間距離計測装置が構成されている。

次にこの動作について説明する。１対の光学系１．２と
イメージセンサ３．４で撮像された画像信号はＡ／Ｄ変
換器５．６でデジタル化され、メモリ７．８に記憶され
る。

１対の画面は第６図（ａ）、第６図Ｃｂ）に示すように
、位置が少しずれた画像になっている。そこで、画素は
ｍ行、ｎ列あるとして、１行ｊ列の画像信号をそれぞれ
第６図（ａ）７第６図（１））に示すように、Ｓ　ｉｊ
＋　Ｓ　１．Ｊとすると、次のｆｉｌ弐に示すような相
関度を表わすＰＸの演算は、Ｘをパラメータとして順次
演算する。

すなわち、２枚の画像を少しずつずらしながら重ね合わ
せ、各画素信号の差を取り、その総和を求めたものであ
る。したがって、２枚の画像が良く一致した時には、上
記Ｐ、が最小値をとる時である。

したがって、Ｐ８が最小になる時のｘｏと、画素のピッ
チａと、光学系１．２によるレンズの焦点路ｌｌ！ｌｆ
と基線長りとから対象物までの距離Ｒは次の（２）式で
求められる。

画像信号処理装置１０は以上のような演算を行うような
回路、又はマイクロコンピュータにより構成されている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の車間距離計測装置は以上のように構成されている
ので、求められた距離は、画像の中に測路を行いたい対
象物のほかに、背景を含むので誤差が大きくなる。

また、画像中の全画素に対して、演算処理を繰り返し行
うので、処理時間が長くなるなど、自動車の追尾走行制
御や車間距離制御、衝突防止制御などに応用するため、
リアルタイムで処理しようとすれば、高速処理可能な高
価で大形の信号処理装置になってしまう。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、通常の小形で、しかも安価な信号処理装置で演
算処理を高速に行うことができ、リアルタイムで対象物
を追尾し、距離を求めることができる追尾式車間距離計
測装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る追尾式車間距離計測装置は、画像の中に
距離を測定しようとする対象物を囲んでウィンドウを設
け、そのウィンドウの大きさまたは相関の良さの程度に
応じて、相関を求めるだめの演算時に画素信号を間引い
て演算を行う画像信号処理装置を設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、ウィンドウを設けることにより画
像信号の処理が距離を測定しようとする対象物に限定さ
れ、背景の影響が少なくなり、測距誤差も小さくなると
ともに、演算に使用する画素数が減り、画像信号処理装
置による演算時間を短縮する。

また、ウィンドウが大きい時には、対象物の画像情報も
多いので、画像信号を間引いて演算しても測距結果には
、はとんど影響がないので、これでも演算時間を短縮す
る。

さらに、対象物のコントラストが明瞭な時には、相関度
の最小値をシャープに検出し、画像信号を間引いて演算
しても測距結果には、はとんど影響がなくなり、演算時
間が短縮され、通常の処理装置でもリアルタイム処理が
できるように作用する。

〔実施例〕

以下、この発明の追尾式車間距離計測装置の実施例につ
いて図面に基づき説明する。追尾式車間距離計測装置の
ブロック上の構成は第５図と同しであり、この発明では
、演算装置としての画像信号処理装置による画像信号処
理の仕方が異なるものである。第１図（ａ）、第１８山
）はこの発明における光学系の基線方向を垂直方向に構
成した時の画像を示している。

対象物が自動車の場合には、横の線が多いという特徴が
あるので、基線を垂直にする方が画像の相関が良く取れ
るからである。

いま、ｍ行ｎ列の画素を持つ画面の中に第１図（Ｃ１に
示すように、Ｒ行！列からＲ＋Ｐ行、１手ｑ列までのＰ
行ｑ列からなるウィンドウ１１を設定する。このウィン
ドウ１１の中に測距をしたい対象物が入っているので、
このＰ行ｑ列の画素を使って相関演算すれば良い。

距離を求めるには、このウィンドウ１１の画面に対して
、他方の画像の中から２列から１＋ｑ列の画像と順次相
関演算を行うことになる。

すなわち、次の（３）弐に示すような演算を、Ｘをパラ
メータとして行い、相関度Ｐ、が最小なるＸを求める。

但しＲ＋Ｐ≦ｍ、ｆ＋ｑ≦ｎ距離が近くなってきて、対象物の画像が大きくなってく
ると、第１製出）に示すように、ウィンドウ１１も大き
くなるので、演算処理する画素が増えてくる。その時に
は、画素を間引いて演算を行う。間引き方としては、任
意で良いが、距離を測定する場合には、基線と平行な方
向の画素は距離の分解能に影響を与えるので、これを間
引くのは好ましくない。そこで、第１図（ａ）、第１図
（ｂｌでは、列を間引いた例を示す。相関度ＰＸの演算
は次の（４）式に示すように、Ｘをパラメータとして行
い、相関度Ｐ、の最小値を求める。

但しＱ−１＜ｂ、≦Ｑ、Ｒ＋Ｐ≦ｍこれは、ｂ列とびに演算を行うので、演算量ははぼＴに
なる。

また、間引く画素数を決めるのに相関の良さの程度を使
っても良い。ＰＸは、例えば、第２図に示すように、Ｘ
に対して最小値をもつ置数となる。

このＰ工のグラフは、画像のコントラストが鮮明な程図
中ＯＡのグラフのように、Ｘ＝Ｘ０の部分でシャープに
なる。

画素を間引いてゆくと、このグラフは図中のＢ。

Ｃのように、シャープさが失われてゆくが、Ｘ＝ｘ０で
あることは変化しない。

そこで、目的はｘｏを求めて、（２）式により距離Ｒを
演算することであるから、誤りなりｘ０゛が検出できる
所まで画素を間引いて演算してもさしつかえがない。し
たがって、例えばシャープさの度合いとして半値幅を求
め、これを相関の良さの程度として使うことができる。

ある時刻１＝１０に距離演算を行い、Ｐ、のグラフから
ピークの半値幅を求め、所定値を越えておれば、その後
の時刻１＝１．＋Δｔでは第１段階の間引きを行う。

さらに、次の時刻１＝１ｏ十Δ２ｔでも、１＝１０＋Δ
ｔで演算値にしたがって、間引きを増すか、減らすかを
判断して実行する。なお、基線が水平になっている場合
には、行を間引くような操作を行う。

次に、対象物を追尾するために、時刻１＝１゜のときの
ウィンドウ内の画像を参照画像とし、次の時刻１＝１０
＋Δｔ　の画面の中から参照画像に最も良く一致する画
像を探し出す操作を行う。第３図（ａｌに示すように、
１＝１．のとき、Ｐ行ｑ列のウィンドウ１１をＲ行β列
からＲ＋Ｐ行、ｌ＋９列に設定し、微少時間経過した１
＝１０＋Δｔでは、第３図（ｂｌに示すように、上記ウ
ィンドウ１１内の画像をＲ−ｅ行、！−ｆ列から、Ｒ＋
Ｐ＋ｅ行、１＋ｑ＋ｆ列の中（サーチ範囲１４）で比較
し、相関をとる操作を行う。

すなわち、次の（５）式のＰＫＩＦを演算し、ｘ、ｙを
パラメータとして、Ｐイ１．の最小値を求めることによ
り、最も一致した画像を探し出すことができる。

但し−ｅ≦Ｘ≦ｅ、−ｆ≦ｙ≦ｆこの場合にも、ウィンドウ１１が大きい場合には、画素
を間引いて相関演算を行うことができる。

特に対象物が自動車の場合には、水平方向の線が多いと
いう特徴があるので、列の画素を間引くのが良い。

すなわち、次の（６）式によって、Ｐ　Ｘ　Ｉ　ｙを演
算し、ｘ＋Ｙをパラメータとして、Ｐイ、ｙの最小値を
求める。

但しＱ　　ｌ＜ｂ、≦ｑ、−ｅ≦Ｘ≦ｅ−ｆ　≦　ｙ　
≦　ｆまた、間引く画素数を決めるのに、相関の良さの程度を
使っても良い。

Ｐ　ｗｒｙは例えば第４図に示すように、Ｘおよびｙに
対して変化するが、あるＸｕ、ｙｖで最小値を示す。

特に、画像のコントラストが鮮明であれば、ＰＸｕｙｖ
の値は小さくなり、シャープなピークとなる。

また、Ｐ　ｘｙはｘ＝−ｅからｘ＝ｅまで変化させ、そ
の中でｙの値を変えていった時、それぞれでピークをも
ってくるが、画像のコントラストが鮮明な時には、これ
らのピークとＸ　＝Ｘ　ｕ、Ｙ　＝　Ｖ　ｖでの値との
比が大きくなる。

この比が所定値以上の時には、上記（６）式のように画
素を間引いて演算しても、最も相関の良い点はＸ＝Ｘｇ
、　　ｙ＝７ｖを求められる。

しタカって、上記ピークの比がある所定値になるまで間
引く画素数を増してゆき、所定値以下になると、間引く
画素数を減らすという操作を行う。

このようにして、新しく求めた位置に、ｔ＝ｔ０＋Δｔ
でのウィンドウを設定する。次に、このウィンドウ内の
画像を参照画像として、次の時刻での画像相関を演算す
る。このような操作を続けることにより、追尾が可能に
なる。

〔発明の効果］以上のように、この発明乙こよれば、追尾および距離の
演算の時に、ウィンドウの大きさ、または相関の良さの
程度に応して、画素数を間引くようにしたので、誤差を
大きくすることなく、演算時間を短縮することができ、
小形・安価な遣常のマイクロコンピュータで、リアルタ
イムで対象物を追尾し、距離を求めることができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは、この発明の一実施例による追尾式車間
距離計測装置の一実施例に適用する距離演算の説明図、
第１製出）は同上実施例における対象物が接近した場合
の距離演算の説明図、第２図は、同上実施例による距離
演算時の相関度Ｐ、がパラメータＸに対して最小値をも
つ画数となることの説明図、第３図（ａｌは、同上実施
例による対象物が１＝１０の時の追尾処理の説明図、第
３図（ｂｌは同上実施例による対象物が１＝１ｏ＋Δｔ
　時の追尾処理の説明図、第４図は、同上実施例による
対象物の追尾処理を行う場合に間引く画素数を決めるの
に相関の良さの程度を使用する場合の説明図、第５図は
従来の車間距離計測装置の構成を示すブロック図、第６
図（８）および第６図（ｂ）は従来の車間距離計測装置
の距離演算の説明図である。１．２・・・レンズ、３．４・・・イメージセンサ、５
．６・・・Ａ／Ｄ変換器、７．８・・・メモリ、１０・
・・画像処理装置、１１・・・ウィンドウ、１２・・・
サーチ範囲。

Claims

【特許請求の範囲】

所定の距離だけ離して設置した１対の撮像手段と、この
撮像手段で撮像された画像を保持する１対のメモリと、
この１対のメモリに保持され画像にウィンドウを設定し
、ウィンドウ内の対象物までの距離を三角測量の原理に
より計測するとともに上記ウィンドウ内の画像を参照画
面として微少時間経過後撮像された画像内から上記参照
画像に最も良く一致する画像を探し出し新たなウィンド
ウを設定してウィンドウの大きさまたは相関の良さの程
度に応じて相関を求めるための演算時に画素信号を間引
いて演算を行う画像信号処理装置を備えた追尾式車間距
離計測装置。